由于预测预报信息化系统具有计算速度快,精确度高,储存信息容量大,功能多,并能记忆和逻辑判断,自动控制和模拟等特点,因此,在森林预测预报中应用是势在必行的。可以应用预测预报信息化系统进行森林病虫害测报基本数据的收集、整理、贮存和调用,可以应用于数理统计测报的分析与数学模型的建立,森林病虫害预测预报专家系统的建立,卫星或飞机监测森林病虫害的遥感图象的处理,森林病虫害种群数量变动和演变规律的研究,森林病分类和标本数码的管理,促使森林病虫害预测预报向着中心化、规范化、自动化和现代化的高水平方向发展。
    1　森林虫害测报资料信息化管理
    1. 1　虫情调查原始资料的预测预报信息化系统整理　　
    虫情调查时,获得的基本数据需要计算累计数、平均数、百分数、标准差等。并且在逐级上报虫害测报资料时,都要归类汇总。这些过去用手工整理颇为繁琐复杂。现按照资料整理的要求,设计程序后,即可由预测预报信息化系统来整理,不仅显著提高效率,而且便于规格化,有利于森林害虫测报资料的系统积累。
    1. 2　森林害虫测报资料的预测预报信息化系统信息管理
通过预测预报信息化管理的系统,采用数据随机文件存取形式,建立森林害虫测报资料的数据库,可随时增添、修改、删除与检索资料。如经重新组合生成,则能按照特定要求直接调用。应用预测预报信息化系统存贮将林场的森林害虫测报资料输入数据库。通过信息管理应用程序连接,可直接进行数理统计测报。
    1. 3　森林害虫测报资料专用电码及其预测预报信息化系统编译
提前查清害虫的发生情况,掌握害虫发生发展的动态,及时做出科学的分析,事先提出预报,及时、准确地控制或消灭害虫,把经济损失控制在最低的指标之内。加快测报信息的传递速度,缩短时空差。并且完全标准化和规范化,有利于提高害虫测报的质量和时效性,为害虫测报中心化奠定基础。
    1. 4　预测预报信息化系统自动进行害虫测报
日本佐贺县果树实验所,利用预测预报信息化系统预报柑桔叶面害虫的发生状况。把这种害虫在不同气温、湿度、降雨情况下的产卵、孵化、幼虫生长等状况建立数学模型,并编制虫情的预测预报程序。试验表明,预测相当准确,与半个月后的叶虱密度基本相同。害虫的预测预报信息化系统自动测报原理: (1)确定预报害虫的内容。选择影响害虫发生的不同气象因素作为预报的依据,以适应不同害虫不同地区、不同世代的需要。通过程序将历年的资料信息输入预测预报信息化系统。(2)预测预报信息化系统的样本识别训练。接受历史资料进行样本的训练,以便具有逻辑判断能力。(3)建立害虫预报判别规则。(4)害虫未来发生趋势的预报。将预测预报信息化系统选上的气象因子数值输入,便可分析出今后害虫的消长规律。
    1. 5　遥感图象的预测预报信息化系统处理
预测预报信息化系统就是根据森林害虫危害时,引起树木干、根、枝、叶、花、果等形态和色彩的变异,造成遥感照片的异样,就能判断是哪种病虫害危害成灾,发生地点在何处,危害面积多大,成灾程度如何,经济损失多少等等。并能绘制病虫害发生的林相图,以及制定相应的防治措施。
    1. 6　预测预报信息化系统绘制虫情测报图
河北农业大学昌黎分校,应用微预测预报信息化系统编制昆虫数量变动图的程序。只要把黑光灯下诱捕的各种昆虫各代的数量数据输入预测预报信息化系统内,就能自动绘制出消长规律曲线图,程序和数据可存入计算机,以便随时调用。
赵清山等应用微预测预报信息化系统编制安徽省嘉山县马尾松毛虫发生面积虫情图,具有直观明了的特点,并编制江西省弋阳县马尾松毛虫生物气象测报图,可预报未来种群的消长趋势。
    2　预测预报信息化系统在森林害虫数据统计测报中的应用　
近10多年来,由于预测预报信息化系统的渗透和应用,使森林害虫数理统计测报,成为一个十分活跃的领域,并逐渐应用于生产实践中。
在森林病虫害测报中,常常提及“有虫不成灾”、“危害中等”、“爆发成灾”等概念,没有截然可分的标准。常因地因时依照不同的划分标准,就得出不同的分类结果。因此,很难加以比较,而且在客观上,影响森林害虫发生和演变的内外因素错综复杂,在分析其规律性时常常出现“似是而非”的结论。然而,利用模糊数学来判断森林害虫发生状态的相似隶属程度,进行归类和预测,反而更加“逼近”客观实际。
借助预测预报信息化系统,应用模糊聚类分析进行森林害虫测报,是将森林害虫历年的发生状况及其影响害虫数量消长的各种气象因子等作为本群,对资料的原始数据进行正规化或标准化后,按照它们之间的相似程度建立模糊相似关系;经模糊矩阵的合成运算,改造成为模糊等价关系;据此,画出反映样本间亲疏关系的聚类图;选取适宜的样本间的临界相似尺度Y值,作为分类标准;按样本间相似尺度归类;最后,依据待测年份样本归类,预测未来森林害虫发生数量。
主成分分析测报法是将森林害虫测报中的多个指标转换为综合指标,以便更加客观地作出科学判断。首先把测报资料的原始数据标准化;计算属性间的内积矩阵S;求出S的特征根和特征向量;求出样本的排序坐标以及绘制排序图;按主成分状况分类;评价属性对主成分的作用;选择对主成分大的测报指标进行多元回归分析建立测报模式。
应用预测预报信息化系统信息管理的系统程序,分析各个林业局或林场虫害发生状况和当地气象资料。根据纬度的不同,气候状况(例如气温、降雨等)有规律变化,找出各种森林虫害发生表现出的区域性特点及其演变规律,通过主成分分析结果,进行各种虫害的长期趋势测报。
    3　森林害虫预测预报专家系统的应用
现代模拟人类思维的专家系统科学的发展,使得预测预报信息化系统具有人类专家的推理和解决实际问题的能力。因此,在收集测报研究成果与生产实践经验的基础上,与各大学和科研单位预测预报专家系统进行连接,是必要的。专家系统主要由知识库、数据库、用户接口系统和推理机部分组成。知识库系统包括所在林区各种虫害发生期、发生量、发生范围以及为害程度等方面的预测预报内容的专家知识,采用条件—动作或前提—结论这种成对形式的产生式规则表达。如果条件(或前提)具备,那么动作(或结论)成立来实现。专家知识规则的联系,采用类似常用的计算机算法语言的菜单驱动技术来解决。这样,既可保持原有的逻辑关系,又可使规则相对独立于系统。从而使得系统的咨询内容能随时删改、扩充和更新,逐步完善、准确。数据库系统用于害虫测报中的初始资料和数据以及推理过程中得到的各种中间信息。本系统数据库中的内容是通过用户接口系统,由计算机提问,用户(森林害虫测报员或森林保护科技人员)回答的事实所咨询的桥梁。对于本系统只要用户启动计算机,进入专家系统的运行状态,计算机便在显示屏幕上,按照知识库中各种病虫害测报规则的顺序,对各条规则的所有条件逐一提问,等待用户回答。用户只要根据实际情况,在计算机键盘上按“Y”(代表Yes,中文意思是“对”)或“N”(代表No,中文意思是“不对”)键选择。计算机便把用户回答的事实自动存贮起来,作为数据库中的数据,以供推理机作为推理判断的依据。当所有条件都满足后,屏幕即显示出推理的结论,完成一次咨询。一次咨询结束时,屏幕底行显示“Press the spallbar”,提示用户按下空格,让系统重新处于开始运行状态。也可以连续按两次R键,再次进行咨询。推理机是一组程序,用于控制、协调整个系统。它根据实际输入的各种虫害存在情况的基本事实,利用知识库中的知识,按一定的推理策略(本系统采用正向、精确推理),来决定测报方法或测报结果。其推理过程大致与人类专家的思考、分析、判断与决策的推理过程相似。本系统咨询迅速准确,并且咨询结果可靠。本系统操作简便易行。整个测报答询过程中只要操作计算机键盘上的几个键,不管用户是否学过计算机,都能在短时间内学会操作使用。
    4　预测预报信息化系统在森林害虫种群动态研究中的应用
    4. 1　预测预报信息化系统在森林害虫发生类型研究中的应用　
过去对于森林害虫的分布规律、发生类型以及区系的划分等生态学特性的研究,主要是以定性的文字叙述为主。随着预测预报信息化系统的应用,人们开始对森林害虫的发生与演变规律进行定量化研究。
    4. 2　预测预报信息化系统在森林害虫种群动态研究中的应用
可以应用预测预报信息化系统研究害虫种群数量随着时间和空间不同而演变的全过程,模拟害虫种群系统中的内部结构关系,以及害虫种群与自然环境间的相互作用,将其复杂的制约关系,进行系统分析,组建数学模型,进而为害虫测报和科学治理提供最佳实施方案。